Algele înrudite cu plantele terestre au dezvoltat multicelularitate în mod repetat
O echipă de cercetători condusă de Universitatea din Göttingen, împreună cu universitățile din Maastricht și Innsbruck și cu Museo Nacional de Ciencias Naturales, a analizat Zygnematophyceae, grupul de alge cel mai strâns înrudit cu plantele terestre. Rezultatele, publicate în PLOS Biology, arată că strămoșul comun al acestor alge a fost probabil o algă unicelulară, iar creșterea filamentoasă a evoluat ulterior de mai multe ori în mod independent.
Pentru studiu, cercetătorii au generat 43 de noi transcriptoame — colecții ale genelor active în celule — din tulpini care acoperă o gamă largă de diversitate a zygnematofitelor. Aceste date au fost combinate cu secvențe disponibile public, rezultând un set de date care cuprinde peste 100 de specii și 2.000 de gene.
Analiza indică faptul că multicelularitatea la aceste alge nu a apărut printr-o singură tranziție evolutivă, ci s-a dezvoltat în mod repetat din forme ancestrale mai simple. Studiile anterioare stabiliseră deja că Zygnematophyceae sunt cele mai apropiate rude algale vii ale plantelor terestre, însă conexiunile evolutive erau greu de clarificat din cauza datelor genomice limitate la un număr mic de specii.
„Multe zygnematofite par înșelător de simple, dar genomele lor dezvăluie o istorie evolutivă și o diversitate remarcabil de profunde și complexe. Începem să vedem evenimente evolutive care rămân invizibile atunci când studiem doar câteva specii model”, a declarat Dr. Maaike Bierenbroodspot, care a realizat cercetarea în cadrul doctoratului la Universitatea din Göttingen și este în prezent postdoctorand la Universitatea din Maastricht.
„Aceste alge au gene care fac parte din ceea ce numim «moștenirea plantelor terestre»”, a explicat Cäcilia Kunz de la Universitatea din Göttingen. „Ele arată că unele componente moleculare asociate cu funcții importante ale plantelor au istorii evolutive mult mai profunde decât plantele terestre însele. În același timp, distribuția lor în rândul liniilor algale arată că acest set de instrumente evolutive a fost dinamic.”
Constatările demonstrează de ce studiile evolutive ale celor mai apropiate rude algale ale plantelor terestre necesită o eșantionare largă. Deși studiul oferă un cadru substanțial extins, el reprezintă doar o fracțiune din cele peste 4.000 de specii de zygnematofite descrise.
„Studiul nostru ne oferă o hartă mult mai bună a peisajului evolutiv din jurul originii plantelor terestre”, a afirmat profesorul Jan de Vries de la Universitatea din Göttingen. „Cu cât includem mai multă diversitate, cu atât vedem mai clar că evoluția nu a fost o progresie simplă de la algele unicelulare la plante din ce în ce mai complexe. Diferite linii au experimentat cu diferite planuri structurale și soluții moleculare de-a lungul a sute de milioane de ani. Înțelegerea acestei diversități este crucială dacă vrem să reconstruim biologia strămoșilor algali din care au apărut plantele terestre.”
